24个SNP位点在河南汉族人群中的分布及颅内动脉瘤相关基因的查找

发布时间：2020-06-07 06:14

【摘要】：背景和目的单核甘酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)是人类可遗传变异中最常见的一种,表现为基因组水平上单个核苷酸变异所引起的DNA序列的多态性,因其具有扩增片段小、突变率低、检测方法灵活以及包含表型和祖先信息等优点,已经引起了法医学遗传学家的广泛关注。目前通过毛细管电泳(CE)和新一代测序(NGS)技术,已经建立了几个基于双等位基因和三等位基因SNP的法医个体识别体系。SNP作为一种多态性遗传标记,在对血统和表型相关的特征进行分析时可得到与STR鉴定一致的结果,特别是在降解检材中或者微量检材中相比STR能够获取更多的信息,所以我们可以将其应用在STR无法完成的个体识别中。目前,法医学相关的SNP主要是通过SNaPshot技术进行基因分型,因为其基因分型平台ABI 3730-XL测序仪,是法医物证实验室中非常普遍的设备。SNP还可以用于对复杂性疾病遗传因素的研究,通过对比大量病人与普通人群之间在DNA变异方面的频率差别,以期发现复杂疾病中遗传变异所产生的效应。国内外对于复杂性疾病的遗传因素的研究主要集中在对候选基因的单核苷酸多态性位点的筛选上,即通过对候选基因的分析来研究该位点与疾病的相关性,从而确定某些位点是疾病相关的遗传风险因子。颅内动脉瘤(intracranial aneurysm,IA)是由于血管内皮层的薄弱导致的颅内动脉的局限性扩张和管壁变薄为特征的获得性脑血管异常疾病,据统计,颅内动脉瘤的一般发病率为3.2%,蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)的年发病率为9/1万,死亡率高达50%,占各种类型的脑血管意外事件的比例为5%左右,而发生蛛网膜下腔出血的原因约有85%是由于颅内动脉瘤破裂。流行病学与遗传学研究表明,颅内动脉瘤由多种遗传与环境因素以及它们的相互作用有关,具有群体遗传异质性强、外显率低、多基因参与等特征,但其遗传模式尚未确定。对于颅内动脉瘤的遗传学研究的方法主要包括:连锁分析与候选基因研究、全基因组关联研究、表达学研究以及全外显子组测序。虽然通过遗传学研究已经确定了一些与颅内动脉瘤相关的易感基因和位点,但仍有更多的危险因素和致病机制有待发掘。目前在亚洲人群以及欧洲人群中已经进行了多项关于颅内动脉瘤的GWAS研究,并发现了一些新的潜在的遗传危险因子,但是,所得结论在不同群体间不尽相同,因此,用SNP关联分析查找在我国汉族群体中颅内动脉瘤相关基因很有必要。本研究所选取的24个SNP位点位于已经报道的颅内动脉瘤相关基因或可疑相关基因区域,调查这些位点在河南汉族群体和颅内动脉瘤患者群体内的遗传多态性分布及其差异,查找颅内动脉瘤相关基因,对探讨颅内动脉瘤的发病机制、发展新的诊疗方法和风险预测可提供帮助,同时,本研究得到的群体遗传多态性信息为这些基因座在法医学方面的应用奠定基础。方法1、收集2015年3月至2017年3月在郑州大学第一附属医院介入科收治的颅内动脉瘤患者192例,所有患者均经临床检查(病史、体征、生化检验、MRA/CTA/DSA)确诊。采集192例患者清晨空腹外周血2ml,置于EDTA抗凝管中待用。对照组为在河南省红十字血液中心收集到的188例献血人群的。2、使用莱枫公司2ml血液基因组DNA提取试剂盒提取共380份外周血基因组DNA,并用紫外分光光度计测量所提取DNA的浓度和纯度。3、通过查阅文献选择与颅内动脉瘤相关的候选基因,在候选基因中挑出MAF较高的SNP位点。随后,利用SNaPshot方法构建荧光标记复合分型体系,通过多重PCR反应扩增出包含24个位点的24个长度在100—400bp的片段,对纯化后的PCR产物进行SNaPshot多重单碱基延伸反应,最后延伸产物上ABI3730XL测序仪进行基因分型;4、整理所得结果并进行统计学分析,计算法医学相关参数,分析病例组与对照组之间在DNA变异方面的频度差别,判断遗传变异产生的效应。结果1、检测24个SNP位点在河南汉族人群中的基因型频率分布,χ~2检验显示其分布均符合哈迪温伯格平衡定律。2、在河南汉族人群中,所选24个SNP位点的累计个体识别率达0.999998,累计非父排除概率为0.968814,累计匹配概率为7.875×10~(-10)。3、rs1072737(χ~2=6.325,Р=0.042)、rs17576(χ~2=6.778,Р=0.034)、rs1800255(χ~2=14.387,Р=0.001)这三个位点的基因型频率在疾病组与对照组之间的分布差异均具有统计学意义(P0.05)。4、rs2275271(OR=1.343,95%CI=1.007~1.791,Р=0.044),rs1800255(OR=1.756,95%CI=1.225~2.516,Р=0.002),这两个位点的等位基因频率在疾病组与对照组之间的分布差异均具有统计学意义(P0.05,OR1,95%CI1)。结论1、所选24个SNP位点在法医学中的个体识别和亲子鉴定方面具有应用价值。2、在河南汉族人群中rs17576、rs1800255、rs1072737这三个SNPs位点多态性分布与颅内动脉瘤存在关联。3、在河南汉族人群中rs2275271位点的T等位基因和rs1800255位点的G等位基因可能是颅内动脉瘤的遗传风险因子,可增加患病风险。
【图文】：

谱系,单核苷酸多态性

图 1 单核苷酸多态性SNP 标记比其它的遗传标记物更能真实地反映人种、人群及个体异。我们人类的祖先被认为诞生在非洲大陆，后来，他们的后代岁月而移居到了世界各地，产生了不同的人种、人群，并形成了，故不同人种之间，，遗传标记的位点及意义都有所不同。全基因人类基因组单体型图计划产生了大量的 SNP 数据，基于可被推测类型，可将法医学相关的 SNP 分为四类：用于个体识别的身份信（IISNPs），用于谱系推断的连锁信息性遗传标记（LISNPs），体可能的地域或种族来源的祖先信息性遗传标记（AISNPs）以及外部可视化特征的表型信息性遗传标记（PISNPs）[12]。SNP 作为传标记，在对血统和表型相关的特征进行分析时可得到与 STR 鉴，有研究认为 25-45 个 SNP 位点就可达到 CODIS 系统的 13 个的随即匹配概率，且由于其具有扩增片段短、突变率低、分布广多等特点，法医在降解检材或者微量检材中能够获取更多的信息

示意图,颅内动脉瘤,形状,位置

图 2 颅内动脉瘤的位置和形状示意图前，颅内动脉瘤遗传学因素研究的热点主要集中在对于颅内动脉态性的研究，关于颅内动脉瘤的遗传学研究的方法主要包括：连基因研究、全基因组关联研究、表达学研究以及全外显子组测序传学研究已经确定了一些与颅内动脉瘤相关的易感基因和位点，危险因素和致病机制有待发掘。本研究选取了 24 个 SNP 位点的多，其中 18 个位点的选择方法是首先选择出 18 个文献中报道过的易感基因，再通过 NCBI 网站查询这些基因上所有的 SNP 位点信出最小等位基因频率（MinimumAllele Frequency，MAF）最高的外 6 个位点的选择方法是从文献中选取与颅内动脉瘤密切相关的研究通过分析基因型和等位基因频率在动脉瘤组与对照组之间的变异产生的效应，对颅内动脉瘤的医学遗传学相关研究方面给予为个体对环境、疾病反应等差异性基因的数据提供参考，并对于其他人种中的易感基因位点在中国汉族人群中进行了重复验证。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：D919

【参考文献】